STL을 사용하여 문제 풀이 연습하기

sort를 사용하기 전에 람다식을 알게되면 sort를 편하게 사용할 수 있는 경우가 많다.

C++에서 람다식(lambda expression)은 익명 함수(anonymous function)를 정의하는 방법으로, 짧고 간결하게 함수 객체를 생성할 수 있습니다. 람다식은 일반적으로 코드 블록을 함수 인라인으로 정의할 때 사용됩니다. C++11부터 도입되었으며, 이후의 C++ 표준에서도 지속적으로 개선되고 있습니다.

람다식의 기본 구조는 다음과 같습니다:

[capture](parameters) -> return_type {
    // 함수 본문
}
C++
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구성 요소

캡처 리스트 (Capture list): 람다식이 정의된 범위 내의 변수를 캡처하여 람다식 내부에서 사용할 수 있게 합니다. [] 안에 캡처할 변수들을 명시합니다.

•

[=] : 외부 변수들을 값으로 캡처 (복사).

•

[&] : 외부 변수들을 참조로 캡처.

•

[x, &y] : x는 값으로, y는 참조로 캡처.

매개변수 리스트 (Parameters list): 함수와 마찬가지로 람다식이 받을 매개변수를 정의합니다.

반환 타입 (Return type): 반환 타입을 명시적으로 지정할 수 있으며, > 기호를 사용합니다. C++14부터는 반환 타입을 생략할 수 있습니다. 컴파일러가 자동으로 추론합니다.

함수 본문 (Function body): 람다식의 실제 코드가 들어가는 부분입니다.

예제

간단한 람다식 예제:

auto add = [](int a, int b) -> int {
    return a + b;
};

int result = add(3, 4); // result는 7
C++
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외부 변수 캡처:

int x = 10;
int y = 20;

auto addXY = [x, &y](int a) {
    return a + x + y;
};

int result = addXY(5); // result는 35, x는 10, y는 20
C++
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캡처 리스트 예제:

int a = 1, b = 1;
auto fib = [=]() mutable {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp + b;
    return temp;
};

for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    std::cout << fib() << " "; // 1 1 2 3 5
}
C++
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람다식을 인자로 전달:

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>

int main() 
{
    std::vector<int> vec = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    std::for_each(vec.begin(), vec.end(), 
        [](int& n) 
        { 
            n *= 2; 
        });

    for (int n : vec) 
    {
        std::cout << n << " "; // 2 4 6 8 10
    }

    return 0;
}
C++
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람다식은 함수 객체와 비교해 간결하고 가독성이 좋으며, 코드 작성 및 유지보수를 용이하게 해줍니다. C++11부터 시작하여 C++14, C++17, C++20 표준까지 지속적으로 기능이 확장되어 더욱 유용하게 사용될 수 있습니다.

algorithm 헤더를 사용해서 sort 정렬 함수를 사용 할 수 있다.

#include <algorithm>
C++
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std::sort 함수 원형

template<class RandomIt>
void sort(RandomIt first, RandomIt last);

template<class RandomIt, class Compare>
void sort(RandomIt first, RandomIt last, Compare comp);
C++
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•

first: 정렬을 시작할 범위의 첫 번째 요소를 가리키는 반복자

•

last: 정렬을 종료할 범위의 마지막 다음 요소를 가리키는 반복자

•

comp: (optional) 정렬 기준을 제공하는 함수나 함수 객체로 람다식으로 표현될 수 있다

만약 비교함수 comp가 사용자에 의해 제공되지 않은 경우 기본적으로 < 연산자를 사용하여 비교를 수행하며, 이를 통해 오름차순으로 정렬한다.

비교함수 멤버함수 사용

#include <bits/stdc++.h>
#define fastio cin.tie(0)->sync_with_stdio(0)
using namespace std;

struct Info {
	int val;
	bool operator < (const Info& i) const {
		return val > i.val; // val이 큰 원소가 앞에 오도록 정렬
	}
};

int main() {
	fastio;
	vector<Info> v;
	for (int i = 1; i <= 5; i++) v.push_back(Info{ i });
	sort(v.begin(), v.end());
	for (auto& i : v) cout << i.val << ' '; cout << '\n'; // 5 4 3 2 1
}
JavaScript
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비교함수 전역함수 사용

#include <bits/stdc++.h>
#define fastio cin.tie(0)->sync_with_stdio(0)
using namespace std;

bool Cmp(const string& a, const string& b) 
{
	if (a.size() != b.size()) return a.size() < b.size(); // size가 작은 원소가 앞에 오도록 정렬
	return a > b; // size가 같은 경우엔 사전 순으로 더 뒤에 있는 원소가 앞에 오도록 정렬
}

int main() 
{
	fastio;
	vector<string> v{ "stack", "queue", "list", "set", "map" };
	sort(v.begin(), v.end(), Cmp);
	for (auto& i : v) cout << i << ' '; cout << '\n'; // set map list stack queue
}
JavaScript
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비교함수 작성(람다식 사용)

auto compare = [](int a, int b) { return a < b; }
C++
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두 요소를 받아들여 비교한 결과를 반환하여 정렬의 순서를 결정하는 비교함수를 작성한다. 비교 함수의 반환값이 양수인 경우 sort함수는 두 요소의 순서를 바꾼다. 위와 같이 람다식을 사용해 인수로 넘겨줄 비교함수를 작성할 수 있다.

보통 정수형 벡터의 경우 오름차순으로 정렬할 때는 return a < b; 내림차순으로 정렬할 때는 return a > b;로 정의하는데 여기서 의문이 생긴다.

a < b가 참일 때 두 요소의 순서가 바뀐다면 큰 수가 앞에 오게되니까 내림차순 정렬되는게 아닌가?

그런데 실제로는 그렇지 않다. 이는 a에 뒷 요소가 들어오기 때문이며 출력을 해보면 이사실을 알 수 있다.

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() 
{
    vector<int> numbers = {5, 4, 3, 2, 1};

   sort(numbers.begin(), numbers.end(), 
	   [](int a, int b) 
	   { 
		   printf("a: %d, b: %d\n", a, b); 
		   return a < b; 
		  });

    cout << "Sorted numbers in ascending order: ";
    for (const auto& num : numbers) 
    {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}
C++
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정수형 벡터 오름차순 정렬 예시

#include <iostream>
#include <vector>#include <algorithm>
using namespace std;

int main() 
{
    vector<int> numbers = {5, 2, 8, 1, 7, 3};

    sort(numbers.begin(), numbers.end());

    cout << "Sorted numbers in ascending order: ";
    for (const auto& num : numbers) 
    {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}
C++
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람다식으로 비교함수를 정의하여 정수 내림차순 정렬 예시

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() 
{
    vector<int> numbers = {5, 2, 8, 1, 7, 3};

   sort(numbers.begin(), numbers.end(), 
	   [](int a, int b) 
	   { 
		   return a > b; 
		 });

    cout << "Sorted numbers in descending order: ";
    for (const auto& num : numbers) {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}
C++
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람다식 비교함수에서 외부 변수를 캡쳐하여 구조체를 정렬하는 예시

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

struct Person 
{
    std::string name;
    int age;
};

int main() 
{
    vector<Person> people = 
    {
        {"Alice", 25}, 
        {"Bob", 30}, 
        {"Charlie", 22}, 
        {"David", 28}
    };

    sort(people.begin(), people.end(), 
    [](const Person& a, const Person& b) -> bool
    {
        return a.age < b.age;
    });

    cout << "Sorted people with age:" << endl;
    for (const auto& person : people) 
    {
        cout << person.name << " (" << person.age << ") " << endl;
    }

    return 0;
}
C++
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원본 배열을 직접 변경하지 않고 원본 배열의 요소들이 정렬될 순서를 담은 인덱스 배열을 확보하는 예시

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <numeric> // iota 함수를 위해 필요
using namespace std;

int main() 
{
    vector<int> numbers = {5, 2, 8, 1, 7, 3};
    vector<int> indices(numbers.size());

    // 인덱스 초기화
    iota(indices.begin(), indices.end(), 0);

    // 인덱스 벡터를 원본 배열의 값에 따라 정렬
    sort(indices.begin(), indices.end(), 
    [&numbers](int i1, int i2) 
    {
        return numbers[i1] < numbers[i2];
    });

    cout << "Sorted indices based on the values in the original array: ";
    for (int i : indices) 
    {
        cout << i << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "Original array sorted based on the sorted indices: ";
    for (int i : indices) 
    {
        cout << numbers[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}
C++
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그 외적으로 여러가지 stl에서 제공되는 알고리즘 함수들

다양한 STL 알고리즘 함수

예약어	설명
for_each	모든 요소를 지정한 함수로 조작
find	요소 검색
find_if	지정한 조건을 만족하는 요소 검색
min_element	최소 요소 리턴
max_element	최대 요소 리턴
sort	요소 정렬
count	지정한 숫자와 일치하는 요소 수 리턴
count_if	지정한 조건을 만족하는 요소 수 리턴
all_of	모든 요소가 지정한 조건을 만족하면 true 리턴
none_of	모든 요소가 지정한 조건을 만족하지 않으면 true 리턴
any_of	모든 요소 중에 어느 하나라도 지정한 조건을 만족하면 true 리턴
fill	모든 요소에 지정한 값을 대입
copy	모든 요소를 복사
copy_if	지정한 조건을 만족하는 요소만 복사
generate	모든 요소에 지정한 연산 결과를 대입
transform	모든 요소를 지정한 함수로 변환
remove	지정한 숫자에 일치하는 요소를 제거
remove_if	지정한 조건을 만족하는 요소를 제거
replace	지정한 숫자를 지정한 숫자로 변경
replace_if	지정한 조건에 만족하는 요소를 지정한 숫자로 변경
random_shuffle	모든 요소를 셔플
accumulate	모든 요소의 집계 계산

Algorithms library - cppreference.com

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